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化学必修1第一节 金属的化学性质教学设计
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这是一份化学必修1第一节 金属的化学性质教学设计，共6页。教案主要包含了金属与酸和水的反应等内容，欢迎下载使用。
课题：第一节 金属的化学性质（二）
授课班级
课 时
教
学
目
的
知识
与
技能
1、根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，掌握铁与水蒸汽的反应原理。
过程
与
方法
1、通过研究性学习的方式让学生初步掌握研究性学习的学习方法，为在高一学生中开展化学研究性学习课题的研究打下基础。
2、注意实验现象的讨论、培养观察和分析问题的能力
情感
态度
价值观
1、通过介绍铝的冶炼，培养学生通于探索的科学精神和严格求实的科学态度
2、通过动手实验体验化学的奥秘，激发学生学习兴趣。
重 点
铁的化学性质、
难 点
Fe 与水反应原理
知
识
结
构
与
板
书
设
计
二、金属与酸和水的反应
［投影实验3-3］钠与水反应
失2 e-
1、钠与水的反应：2 Na +2H2O ==2NaOH +H2 ↑
2 Na +2H2O ==2NaOH +H2 ↑
得 2e-
离子方程式：2Na +2H2O==2Na＋ +2OH― +H2 ↑
2、金属铁与水的反应：3Fe +4H2O (g)Fe3O4 +4H2
3、钠与酸和盐溶液反应
(1) 2Na +2HCl==2NaCl +H2 ↑
(2) 投入CuSO4 溶液中：2Na+2H2O+CuSO4 ==Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2 ↑
4、镁、铝与酸的反应
与非氧化性酸：Mg +2H＋ ==Mg2＋ +H2 ↑
2Al+ 6H＋ ==2Al3＋ +3H2 ↑
5、Fe与酸的反应
与非氧化性酸的反应 Fe +2H＋ ==Fe2＋ +H2 ↑
教学过程
教学步骤、内容
教学方法
［引入］现代社会是金属的世界，金属的世界是丰富多彩的，从坚硬无比的铜墙铁壁，到柔弱无骨的水银，以“不怕火炼”而为人类痴迷的贵族金属金和铂，到见光就能放出电子以“娇柔美丽”著称于世的铷和铯，你会感到不同的金属在性质上有天壤之别，你们想更多了解关于金属的知识吗？那么，这节课就让我们一起走进金属的世界，共同来探索它们的化学性质。
［板书］二、金属与酸和水的反应
［实验导入］滴水点灯
［问］为什么水能点燃酒精灯
［问］使物质燃烧需要满足哪两个条件？
［讲］可能是水与某物质发生了化学反应，而且该反应还放出了大量的热。事实上，我事先在酒精灯焰心上放了一小颗金属钠。金属钠可以与水反应并放热。
［问］从日常生活经验我们知道，像铁、铝等金属不仅常温下与水不反应，即使加热条件也很难反应，但金属钠却能与冷水反应，解释这一实验事实的唯一理由是什么呢？
(可能是因为钠比其他两种金属都活泼)
［讲］金属钠与水究竟是怎么反应的，下面就请同学们来亲自感受一下该反应。
［投影实验3-3］钠与水反应
实验步骤：
1、用镊子取一小块钠置于滤纸上，吸干表面的煤油，用小刀切绿豆大的一粒，其余放回原瓶。
2、在小烧杯中加一小半水，并将切下的钠粒投入小烧杯中，观察实验现象
3、反应结束后向烧杯中滴入1-2滴酚酞试剂，观察溶液的变化。
［投影］实验现象
现象
解释
浮在水面上
钠的密度比水小
熔成银白色小球
钠是银白色金属，熔点低，且反应放热
小球四处游动并发出嘶嘶响声
生成气体推动小球游动反应剧烈且放热
滴入酚酞溶液变红色
有碱性物质生成
［板书］1、钠与水的反应
2 Na +2H2O ==2NaOH +H2 ↑
［问］从氧化还原角度分析反应
失2 e-
［板书］
2 Na +2H2O ==2NaOH +H2 ↑
得 2e-
［问］从分类的角度说说该反应分别属于什么反应？
［投影］置换反应、离子反应、氧化还原反应、放热反应，Na 是还原剂，H2O 是还原剂，NaOH是氧化产物，H2是还原产物
［板书］离子方程式：2Na +2H2O==2Na＋ +2OH― +H2 ↑
［过］了解了活泼金属与水的反应再回过头来看看我们熟悉的金属铁，根据金属活动性表，我们知道铁没有钠活泼，所以根据日常经验我们也知道铁与冷水、热水均不反应，那如果我们再把条件创造得更好一些，该反应是否能进行呢？例如，让高温的铁与炽热的水蒸汽接触呢？如果可以，请大家预测这一反应可能的产物。
［板书］2、金属铁与水的反应
［问］我们必须尊重实验事实，那么如何设计这一反应的装置？
［引］设计反应装置的依据是什么
(反应物状态、反应条件和生成物性质)
［问］该反应的特点是固体与气体，需要加热且生成气体的反应，装置类似于初中学过的哪一套实验装置？
(类似于CO还原CuO 的实验装置)
［投影］
［投影］注意事项：
1、剂的作用是吸收水蒸汽，使收集的氢气易点燃
2、管中石绵绒的作用是铁粉的载体，增大铁粉与水蒸汽的接触面
实验现象：加热时试管内铁粉红热，点燃气体可听到爆鸣声
［讲］教科书中介绍的是用一支试管完成铁粉与水蒸气反应的实验，试管底部塞有一团潮湿的棉花，在湿棉花左边放有铁粉，蒸发皿中放肥皂水（或在水中加几滴洗涤剂）。整套装置试管口应低于试管底。铁粉与湿棉花的距离可近一些，加热时用一盏酒精灯先后加热两处。反应产生的气体导入到肥皂水中吹成氢气泡，再用燃着的火柴去点燃，可发出爆鸣声。这一实验所用的时间短且很安全。
［投影］演示该实验要注意：
（1）铁粉不需要与石棉绒混合，因改用酒精灯加热，温度比用喷灯加热时低。
（2）酒精灯应先在放湿棉花的位置上加热一会儿，待试管底部温度略高，且有部分水形成蒸气时，再将酒精灯移至放铁粉的位置加热，可防止发生倒吸现象。
（3）加热一会儿后再将导管插入到肥皂水中，最初插入时吹起的是空气泡。肥皂水不宜太稀，否则吹起的氢气泡太小，点燃时难以有较大的爆鸣声
（4）实验结束时，应先从肥皂水中撤出导管，再移去燃着的酒精灯。
现象：加热时试管内铁粉红热，点燃肥皂泡可听到爆鸣声。
［板书］3Fe +4H2O (g)Fe3O4 +4H2
［讲］一天，英国一家炼铁厂的熔铁炉底部产生了裂缝，顿时炽热的铁水从裂口夺路而出。当温度高达摄氏一千多度的铁水碰上炉旁一条水沟里的不时，刹那间，“轰”的一声震天动地的巨响，整个车间被掀掉了
［问］水为什么会产生这么大的相当于TNT炸药的威力呢？
(这是因为高温下发生了上述反应，当摄氏一千多度的铁水流入水沟时，在极短的时间内产生了大量易燃易爆气体，并且被铁水的高温点燃，所以轻而易举地把巨大的生产车间给炸掉了
［问］在生产实践中，高温操作铁水的注意事项是什么？
(所以钢铁厂里的铁水包，在注入炽热的铁水与钢水之前，必须进行充分的干燥处理，不让包中留下水，以防止爆炸事故的发生)
［讲］以上介绍了两种不同的金属与水的反应，从条件和产物都不相同，最本质的原因还是金属的活动性不同。其实，我们也可以根据金属与水、酸反应的情况来推测金属的活动性。
［问］金属Al ，它能与沸水反应生成对应的氢氧化物和氢气，请估计它的活动性范围。
(Al 的活动性介于金属钠和铁之间，因为其反应条件的苛刻程度介于这两种金属之间)
［讲］Na 与H2O 和酸反应的实质都是与H＋ 反应，而酸电离出的H＋ 比水电离出的H＋要大得多，故先与酸反应，现象与水反应相似，但更剧烈，而且只有Na 过量时，Na 才与原酸中的H2O 反应。
［板书］3、钠与酸和盐溶液反应
(1) 2Na +2HCl==2NaCl +H2 ↑
(2) 投入CuSO4 溶液中：
2Na +2H2O +CuSO4 ==Cu(OH)2 ↓+Na2SO4 +H2 ↑
［讲］镁、铝、铁按照金属活动性顺序，产生H2 的能力逐渐减弱。
［板书］4、镁、铝与酸的反应
与非氧化性酸：Mg +2H＋ ==Mg2＋ +H2 ↑
2Al+ 6H＋ ==2Al3＋ +3H2 ↑
［讲］与氧化性酸：Mg与浓H2SO4、HNO3 反应不产生H2
Al 在冷的浓H2SO4或冷的浓HNO3中，表面会钝化，生成坚固的氧化膜，因此可用铝制容器装运浓H2SO4
［讲］同样，铁也可以与非氧化性酸的反应，请写出Fe 与稀盐酸、稀硫酸反应方程式
［板书］5、Fe与酸的反应
与非氧化性酸的反应 Fe +2H＋ ==Fe2＋ +H2 ↑
［讲］Fe 在常温下可遇浓H2SO4、浓HNO3 会发生钝化，即在Fe 表面生成致密的氧化物膜，阻止内部的金属进一步氧化。但加热条件下，可反应，生成Fe3＋
［总结］在这节课中，我们利用实验探究的方法了解到金属的化学性质------金属与水的反应，又用对比的方法了解到不同活动性的金属与同一种物质反应的条件、现象和产物的差异。实验法和对比法这两种方法也将成为我们今后学习其他元素化合物知识的重要方法。
［自我评价］
往烧杯内注入煤油和水各100 mL ，静置后将一小块钠投入烧杯内，发生的现象是( )
A、钠沉到液柱1/2处，钠块下部有许多气泡，附有气泡的钠块徐徐上升到液体上部，一会儿又沉到液柱1/2处，如此反复多次，最后消失。
B、钠块一直沉到烧杯底部，并停留在杯底，放出气泡，最后消失
C、钠块浮在液柱表面上，很快熔成一个闪亮的小球，小球四处游动，最后消失
D、钠块沉到液柱1/2处，很快熔成一个闪亮的小球，小球在液柱1/2处沿水平方向迅速游来游去，最后消失
结合多媒体开拓视野明确学习内容，引起兴趣，激发学习热情
观察现象并猜测原因，培养学生的观察能力，激发发现问题兴趣。
揭示反应的本质，培养学生逻辑思维能力
通过回忆，指导学生掌握正确的分类方法，进一步加强对该反应本质的理解
根据钠与水反应的产物预测铁与水蒸气反应的产物可能是氢氧化铁与氢气。指导学生运用对比学习的方法，激发学生的求知欲。
培养学生探索精神、培养分析解决问题的能力和综合运用所学知识的能力。
培养学生自主学习的能力。
分析装置中每一部分的作用，培养学生创新能力。
学生评价实验装置的优缺点。
培养学生尊重实验结果，实事求是的精神。
聆听、领悟、对该反应进一步形成正确的认识，树立化学反应与生产、生活的联系观。
培养学生的推理能力和运用规律解决实际问题的能力。
学会总结，将知识和方法及时总结成规律，便于识记和今后的学习。
A
(1) 金属Na表面变暗 4Na +O2 ==2 Na2O
(2) 过一段时间后又逐渐变潮
Na2O+H2O ==2NaOH
(3) 再过一段时间，又转为白色固体 2 NaOH+CO2 ==Na2CO3 +H2O
Na2CO3+10H2O =Na2CO3·10H2O
(4) 又过一段时间后，白色固体变成白色粉末 Na2CO3·10H2O == Na2CO3 +10H2O
课题：第一节 金属的化学性质（二）
授课班级
课 时
教
学
目
的
知识
与
技能
1、根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，掌握铁与水蒸汽的反应原理。
过程
与
方法
1、通过研究性学习的方式让学生初步掌握研究性学习的学习方法，为在高一学生中开展化学研究性学习课题的研究打下基础。
2、注意实验现象的讨论、培养观察和分析问题的能力
情感
态度
价值观
1、通过介绍铝的冶炼，培养学生通于探索的科学精神和严格求实的科学态度
2、通过动手实验体验化学的奥秘，激发学生学习兴趣。
重 点
铁的化学性质、
难 点
Fe 与水反应原理
知
识
结
构
与
板
书
设
计
二、金属与酸和水的反应
［投影实验3-3］钠与水反应
失2 e-
1、钠与水的反应：2 Na +2H2O ==2NaOH +H2 ↑
2 Na +2H2O ==2NaOH +H2 ↑
得 2e-
离子方程式：2Na +2H2O==2Na＋ +2OH― +H2 ↑
2、金属铁与水的反应：3Fe +4H2O (g)Fe3O4 +4H2
3、钠与酸和盐溶液反应
(1) 2Na +2HCl==2NaCl +H2 ↑
(2) 投入CuSO4 溶液中：2Na+2H2O+CuSO4 ==Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2 ↑
4、镁、铝与酸的反应
与非氧化性酸：Mg +2H＋ ==Mg2＋ +H2 ↑
2Al+ 6H＋ ==2Al3＋ +3H2 ↑
5、Fe与酸的反应
与非氧化性酸的反应 Fe +2H＋ ==Fe2＋ +H2 ↑
教学过程
教学步骤、内容
教学方法
［引入］现代社会是金属的世界，金属的世界是丰富多彩的，从坚硬无比的铜墙铁壁，到柔弱无骨的水银，以“不怕火炼”而为人类痴迷的贵族金属金和铂，到见光就能放出电子以“娇柔美丽”著称于世的铷和铯，你会感到不同的金属在性质上有天壤之别，你们想更多了解关于金属的知识吗？那么，这节课就让我们一起走进金属的世界，共同来探索它们的化学性质。
［板书］二、金属与酸和水的反应
［实验导入］滴水点灯
［问］为什么水能点燃酒精灯
［问］使物质燃烧需要满足哪两个条件？
［讲］可能是水与某物质发生了化学反应，而且该反应还放出了大量的热。事实上，我事先在酒精灯焰心上放了一小颗金属钠。金属钠可以与水反应并放热。
［问］从日常生活经验我们知道，像铁、铝等金属不仅常温下与水不反应，即使加热条件也很难反应，但金属钠却能与冷水反应，解释这一实验事实的唯一理由是什么呢？
(可能是因为钠比其他两种金属都活泼)
［讲］金属钠与水究竟是怎么反应的，下面就请同学们来亲自感受一下该反应。
［投影实验3-3］钠与水反应
实验步骤：
1、用镊子取一小块钠置于滤纸上，吸干表面的煤油，用小刀切绿豆大的一粒，其余放回原瓶。
2、在小烧杯中加一小半水，并将切下的钠粒投入小烧杯中，观察实验现象
3、反应结束后向烧杯中滴入1-2滴酚酞试剂，观察溶液的变化。
［投影］实验现象
现象
解释
浮在水面上
钠的密度比水小
熔成银白色小球
钠是银白色金属，熔点低，且反应放热
小球四处游动并发出嘶嘶响声
生成气体推动小球游动反应剧烈且放热
滴入酚酞溶液变红色
有碱性物质生成
［板书］1、钠与水的反应
2 Na +2H2O ==2NaOH +H2 ↑
［问］从氧化还原角度分析反应
失2 e-
［板书］
2 Na +2H2O ==2NaOH +H2 ↑
得 2e-
［问］从分类的角度说说该反应分别属于什么反应？
［投影］置换反应、离子反应、氧化还原反应、放热反应，Na 是还原剂，H2O 是还原剂，NaOH是氧化产物，H2是还原产物
［板书］离子方程式：2Na +2H2O==2Na＋ +2OH― +H2 ↑
［过］了解了活泼金属与水的反应再回过头来看看我们熟悉的金属铁，根据金属活动性表，我们知道铁没有钠活泼，所以根据日常经验我们也知道铁与冷水、热水均不反应，那如果我们再把条件创造得更好一些，该反应是否能进行呢？例如，让高温的铁与炽热的水蒸汽接触呢？如果可以，请大家预测这一反应可能的产物。
［板书］2、金属铁与水的反应
［问］我们必须尊重实验事实，那么如何设计这一反应的装置？
［引］设计反应装置的依据是什么
(反应物状态、反应条件和生成物性质)
［问］该反应的特点是固体与气体，需要加热且生成气体的反应，装置类似于初中学过的哪一套实验装置？
(类似于CO还原CuO 的实验装置)
［投影］
［投影］注意事项：
1、剂的作用是吸收水蒸汽，使收集的氢气易点燃
2、管中石绵绒的作用是铁粉的载体，增大铁粉与水蒸汽的接触面
实验现象：加热时试管内铁粉红热，点燃气体可听到爆鸣声
［讲］教科书中介绍的是用一支试管完成铁粉与水蒸气反应的实验，试管底部塞有一团潮湿的棉花，在湿棉花左边放有铁粉，蒸发皿中放肥皂水（或在水中加几滴洗涤剂）。整套装置试管口应低于试管底。铁粉与湿棉花的距离可近一些，加热时用一盏酒精灯先后加热两处。反应产生的气体导入到肥皂水中吹成氢气泡，再用燃着的火柴去点燃，可发出爆鸣声。这一实验所用的时间短且很安全。
［投影］演示该实验要注意：
（1）铁粉不需要与石棉绒混合，因改用酒精灯加热，温度比用喷灯加热时低。
（2）酒精灯应先在放湿棉花的位置上加热一会儿，待试管底部温度略高，且有部分水形成蒸气时，再将酒精灯移至放铁粉的位置加热，可防止发生倒吸现象。
（3）加热一会儿后再将导管插入到肥皂水中，最初插入时吹起的是空气泡。肥皂水不宜太稀，否则吹起的氢气泡太小，点燃时难以有较大的爆鸣声
（4）实验结束时，应先从肥皂水中撤出导管，再移去燃着的酒精灯。
现象：加热时试管内铁粉红热，点燃肥皂泡可听到爆鸣声。
［板书］3Fe +4H2O (g)Fe3O4 +4H2
［讲］一天，英国一家炼铁厂的熔铁炉底部产生了裂缝，顿时炽热的铁水从裂口夺路而出。当温度高达摄氏一千多度的铁水碰上炉旁一条水沟里的不时，刹那间，“轰”的一声震天动地的巨响，整个车间被掀掉了
［问］水为什么会产生这么大的相当于TNT炸药的威力呢？
(这是因为高温下发生了上述反应，当摄氏一千多度的铁水流入水沟时，在极短的时间内产生了大量易燃易爆气体，并且被铁水的高温点燃，所以轻而易举地把巨大的生产车间给炸掉了
［问］在生产实践中，高温操作铁水的注意事项是什么？
(所以钢铁厂里的铁水包，在注入炽热的铁水与钢水之前，必须进行充分的干燥处理，不让包中留下水，以防止爆炸事故的发生)
［讲］以上介绍了两种不同的金属与水的反应，从条件和产物都不相同，最本质的原因还是金属的活动性不同。其实，我们也可以根据金属与水、酸反应的情况来推测金属的活动性。
［问］金属Al ，它能与沸水反应生成对应的氢氧化物和氢气，请估计它的活动性范围。
(Al 的活动性介于金属钠和铁之间，因为其反应条件的苛刻程度介于这两种金属之间)
［讲］Na 与H2O 和酸反应的实质都是与H＋ 反应，而酸电离出的H＋ 比水电离出的H＋要大得多，故先与酸反应，现象与水反应相似，但更剧烈，而且只有Na 过量时，Na 才与原酸中的H2O 反应。
［板书］3、钠与酸和盐溶液反应
(1) 2Na +2HCl==2NaCl +H2 ↑
(2) 投入CuSO4 溶液中：
2Na +2H2O +CuSO4 ==Cu(OH)2 ↓+Na2SO4 +H2 ↑
［讲］镁、铝、铁按照金属活动性顺序，产生H2 的能力逐渐减弱。
［板书］4、镁、铝与酸的反应
与非氧化性酸：Mg +2H＋ ==Mg2＋ +H2 ↑
2Al+ 6H＋ ==2Al3＋ +3H2 ↑
［讲］与氧化性酸：Mg与浓H2SO4、HNO3 反应不产生H2
Al 在冷的浓H2SO4或冷的浓HNO3中，表面会钝化，生成坚固的氧化膜，因此可用铝制容器装运浓H2SO4
［讲］同样，铁也可以与非氧化性酸的反应，请写出Fe 与稀盐酸、稀硫酸反应方程式
［板书］5、Fe与酸的反应
与非氧化性酸的反应 Fe +2H＋ ==Fe2＋ +H2 ↑
［讲］Fe 在常温下可遇浓H2SO4、浓HNO3 会发生钝化，即在Fe 表面生成致密的氧化物膜，阻止内部的金属进一步氧化。但加热条件下，可反应，生成Fe3＋
［总结］在这节课中，我们利用实验探究的方法了解到金属的化学性质------金属与水的反应，又用对比的方法了解到不同活动性的金属与同一种物质反应的条件、现象和产物的差异。实验法和对比法这两种方法也将成为我们今后学习其他元素化合物知识的重要方法。
［自我评价］
往烧杯内注入煤油和水各100 mL ，静置后将一小块钠投入烧杯内，发生的现象是( )
A、钠沉到液柱1/2处，钠块下部有许多气泡，附有气泡的钠块徐徐上升到液体上部，一会儿又沉到液柱1/2处，如此反复多次，最后消失。
B、钠块一直沉到烧杯底部，并停留在杯底，放出气泡，最后消失
C、钠块浮在液柱表面上，很快熔成一个闪亮的小球，小球四处游动，最后消失
D、钠块沉到液柱1/2处，很快熔成一个闪亮的小球，小球在液柱1/2处沿水平方向迅速游来游去，最后消失
结合多媒体开拓视野明确学习内容，引起兴趣，激发学习热情
观察现象并猜测原因，培养学生的观察能力，激发发现问题兴趣。
揭示反应的本质，培养学生逻辑思维能力
通过回忆，指导学生掌握正确的分类方法，进一步加强对该反应本质的理解
根据钠与水反应的产物预测铁与水蒸气反应的产物可能是氢氧化铁与氢气。指导学生运用对比学习的方法，激发学生的求知欲。
培养学生探索精神、培养分析解决问题的能力和综合运用所学知识的能力。
培养学生自主学习的能力。
分析装置中每一部分的作用，培养学生创新能力。
学生评价实验装置的优缺点。
培养学生尊重实验结果，实事求是的精神。
聆听、领悟、对该反应进一步形成正确的认识，树立化学反应与生产、生活的联系观。
培养学生的推理能力和运用规律解决实际问题的能力。
学会总结，将知识和方法及时总结成规律，便于识记和今后的学习。
A
(1) 金属Na表面变暗 4Na +O2 ==2 Na2O
(2) 过一段时间后又逐渐变潮
Na2O+H2O ==2NaOH
(3) 再过一段时间，又转为白色固体 2 NaOH+CO2 ==Na2CO3 +H2O
Na2CO3+10H2O =Na2CO3·10H2O
(4) 又过一段时间后，白色固体变成白色粉末 Na2CO3·10H2O == Na2CO3 +10H2O
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